11中國(zhōnɡɡuó)鐵建重工集團有限公司湖南·長沙2016年8月地下工程裝備(zhuāngbèi)及其新技術共七十四頁2匯報提綱二、地下工程裝備應用(yìngyòng)案例一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術三、思考和建議共七十四頁3一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術共七十四頁4一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術21世紀(shìjì)是地下工程裝備產業發展的黃金時代地下工程數量增加單個工程規模變大地下工程難度增加機械施工比例增加超大直徑超長距離深埋高壓地質多變共七十四頁分體式(tǐshì)刀座整體式刀座鑲合金(héjīn)耐磨板刀盤刀具耐磨技術共七十四頁66重載滾刀(ɡǔndāo)-刀座設計優化技術一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術滾刀-刀座A1滾刀-刀座A2滾刀-刀座A3刀軸式滾刀-刀座特點螺栓-楔塊拉緊固定

分體式刀座

大、小C形塊結構側向背拉式退刀滾刀-刀座A4滾刀-刀座A5共七十四頁7一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術滾刀(ɡǔndāo)狀態在線監測技術滾刀狀態監測方案監測界面刀具溫度刀具轉速刀具磨損量共七十四頁8滾刀(ɡǔndāo)狀態在線監測技術滾刀(ɡǔndāo)電感式位移傳感器電渦流傳感器滾刀刀座滾刀磨損量監測滾刀轉速監測一、地下工程裝備新技術共七十四頁9刀具常壓更換(gēnhuàn)技術滾刀常壓更換試驗臺最高試驗(shìyàn)壓力16bar常壓換刀一、地下工程裝備新技術共七十四頁10刀具(dāojù)常壓更換技術常壓換刀試驗臺遠期(yuǎnqī)目標工程：渤海煙大隧道/瓊州海峽隧道/臺灣海峽隧道輻臂入口一、地下工程裝備新技術共七十四頁11刀具常壓更換(gēnhuàn)技術常壓刀盤設計方案一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術共七十四頁12機器人輔助作業(zuòyè)技術一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術機械手輔助換刀作業共七十四頁13機器人輔助作業(zuòyè)技術一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術關節式機械手清洗作業伸縮臂式機械手清洗作業共七十四頁冷凍(lěngdòng)刀盤技術一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術冷凍刀盤換刀盾體冷凍管路主驅動密封防凍管路刀盤冷凍管路共七十四頁液壓輔助脫困驅動扭矩提高100%。裝機功率可降低25%。永磁同步驅動效率(xiàolǜ)提高10%（已申請發明專利）！大扭矩大推力系統匹配技術；一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術電液混合驅動技術共七十四頁橡膠(xiàngjiāo)密封聚氨酯密封(mìfēng)橡膠密封

密封材料制備+密封結構設計+潤滑控制方式10bar技術成熟，下一步目標20bar。聚氨酯密封高壓密封技術超高壓密封技術一、地下工程裝備新技術共七十四頁17永磁同步驅動(qūdònɡ)技術

減少傳動能量損失，提高驅動效率5%。

提高驅動能力(nénglì)，相同體積下，驅動能力提高100%。

節約安裝空間，相同驅動能力下，電機體積減小50%。異步電機減速器齒輪永磁同步電機齒輪傳統的驅動技術永磁驅動技術一、地下工程裝備新技術共七十四頁18永磁同步(tóngbù)驅動技術一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術共七十四頁19電液混合(hùnhé)驅動技術液壓輔助脫困驅動(qūdònɡ)扭矩提高100%。設備裝機功率降低10%。液壓馬達變頻電機一、地下工程裝備新技術共七十四頁20刀盤伸縮(shēnsuō)與擺動技術為更換(gēnhuàn)刀具提供空間，顯著降低施工風險。主軸承推力實時監測。“上軟下硬”地層的適應性掘進。一、地下工程裝備新技術共七十四頁21211-刀盤及其驅動裝置(zhuāngzhì)、2-開挖艙、3-盾體、4-螺旋輸送機、5-一級篩分機構、6-皮帶輸送機、7-渣土與泥漿的攪拌罐、8-二級篩分機構、9-小顆粒渣土儲存罐。21一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術細顆粒回收技術共七十四頁22一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術雙模式盾構機：帶式螺旋(luóxuán)+破碎機共七十四頁在線(zàixiàn)離線23一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術雙模式盾構機：在線/離線共七十四頁24大粒徑卵礫石(lìshí)高效破碎技術解決蘭州、成都、北京等高壓、富水、大粒徑砂卵石地層盾構施工(shīgōng)難題可行方案!雙采石箱二次破碎機一、地下工程裝備新技術共七十四頁25大粒徑卵礫石高效(ɡāoxiào)破碎技術高水壓密封(mìfēng)試驗多相流態耦合分析卵石流動仿真分析一、地下工程裝備新技術共七十四頁快速支護(zhīhù)系統：TBM地質適應性“瓶頸”

。一、地下工程裝備(zhuāngbèi)新技術圍巖快速支護技術共七十四頁27渣料垂直輸送(shūsònɡ)技術提升(tíshēng)高度超過200m。輸送能力大于1000t/h。一、地下工程裝備新技術共七十四頁28移動(yídòng)互聯監控技術自動(zìdòng)掘進技術計算機網絡數據平臺一、地下工程裝備新技術共七十四頁29移動(yídòng)互聯監控技術移動(yídòng)端監控系統總部監控中心

監控中心初期設計數據容量達2000臺套盾構/TBM。

監控中心具有故障診斷及專家系統開放式平臺。一、地下工程裝備新技術共七十四頁30關鍵結構件智能化制造(zhìzào)技術刀盤/盾體焊接(hànjiē)機器人變速箱/刀座焊接機器人一、地下工程裝備新技術共七十四頁31關鍵(guānjiàn)結構件智能化制造技術機器人搬運(bānyùn)作業切割機器人焊接坡口作業一、地下工程裝備新技術共七十四頁32主軸承(zhóuchéng)試驗臺減速機試驗臺液壓系統(xìtǒng)綜合試驗臺大型綜合工業性試驗技術一、地下工程裝備新技術共七十四頁3333TBM電液控制系統(kònɡzhìxìtǒnɡ)試驗臺綜合(zōnghé)試驗中心大型綜合工業性試驗技術4m直徑TBM整機試驗臺一、地下工程裝備新技術共七十四頁3434大型綜合(zōnghé)工業性試驗技術

泥漿環流系統(xìtǒng)綜合試驗技術一、地下工程裝備新技術共七十四頁3535大型(dàxíng)綜合工業性試驗技術

盾構施工(shīgōng)高壓水射流技術試驗臺一、地下工程裝備新技術共七十四頁3636大型(dàxíng)綜合工業性試驗技術超高壓（＞20bar）主驅動(qūdònɡ)密封技術試驗臺一、地下工程裝備新技術共七十四頁3737大型綜合(zōnghé)工業性試驗技術盾構鉸接(jiǎojiē)密封技術試驗臺一、地下工程裝備新技術共七十四頁3838大型綜合工業性試驗(shìyàn)技術盾構螺旋輸送(shūsònɡ)技術試驗臺反力座土箱1豎直螺旋機皮帶機支撐架加壓罐土箱2攪拌罐加壓油缸蓋板轉換接頭一、地下工程裝備新技術共七十四頁39二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用共七十四頁40二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用出渣支護開挖全斷面施工(shīgōng)裝備鉆爆法施工裝備特種施工裝備共七十四頁41復合式TBM，開挖(kāiwā)直徑Φ6460mm神華集團新疆瑪納斯礦區(kuànɡqū)煤礦副平硐工程總長度5900m2012年始發，2014年貫通二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁42單護盾TBM，開挖(kāiwā)直徑Φ7630mm神華集團補連塔煤礦斜井工程(gōngchéng)總長度2745m2015年7月始發，2015年12月貫通最高月進尺639m二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁43雙模式TBM，開挖(kāiwā)直徑Φ7620mm神華集團新街礦區(kuànɡqū)煤礦斜井工程總長度6500m×2二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁44吉林中部引松供水工程國家(guójiā)863計劃項目2015年3月始發開挖直徑Φ7.93m最高日進尺86.5m最高月進尺1209m累計進尺＞10km二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用全斷面施工裝備出渣支護開挖敞開式TBM共七十四頁45敞開式TBM新疆某引水隧洞開挖直徑(zhíjìng)Φ6.53m隧洞總長度20m×2計劃2016年9月始發二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁46雙護盾TBM蘭州新水源地引水(yǐnshuǐ)工程開挖直徑Φ5.49m2016年5月正式掘進預計2017年6月貫通擬掘進總里程14km二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁47土壓平衡(pínghéng)盾構機上海/杭州/蘇州等地的淤泥地層廣州/南寧/福州等地的復合地層深圳/青島/重慶等地的硬巖地層成都/蘭州等地的富水(fùshuǐ)卵礫石地層西安/太原/鄭州等地的黃土地層北京/天津等地的無水砂礫石地層沈陽/南昌等地的富水砂層國內市場保有量近200臺套產品覆蓋90%的在建地鐵城市二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁48

蘇州北京(běijīnɡ)

合肥(héféi)

長春

西安

上海二、地下工程裝備典型應用土壓平衡盾構機共七十四頁49土壓平衡(pínghéng)盾構機

廣州

重慶(zhònɡqìnɡ)

成都

蘭州

福州

南寧二、地下工程裝備典型應用共七十四頁50上海地鐵17號線(6臺套)深覆土40m、10bar高壓密封(mìfēng)、自動控制土壓、慢速掘進（長時間停機/切樁）二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁51土壓平衡(pínghéng)盾構機珠海(zhūhǎi)機場城際鐵路隧道工程開挖直徑Φ8.83m，共計6臺套二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁52泥水(níshuǐ)平衡盾構機二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用鄭州機場城際鐵路，Φ12.77m天津機場城際鐵路，Φ11.92m京沈客專望京隧道，Φ10.82m長沙鴨子鋪隧道，Φ14.93m全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁53泥水(níshuǐ)平衡盾構機沈陽地鐵9號線穿越渾河隧道富水砂層、卵礫石層單線連續掘進2400m，平均月進尺超350m精密(jīngmì)籌劃1臺盾構掘進雙線且全線最早完工二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁54泥水(níshuǐ)平衡盾構機蘭州穿越(chuānyuè)黃河隧道，2014年富水砂卵石，開挖直徑Φ6.48m成功3次穿越黃河二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁55德黑蘭排污(páiwū)隧道開挖直徑Φ3.785m武漢市政電力(diànlì)隧道開挖直徑Φ3.76m二、地下工程裝備典型應用全斷面施工裝備出渣支護開挖共七十四頁56國產(guóchǎn)全電腦三臂鑿巖臺車二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用鉆爆法施工裝備開挖共七十四頁57混凝土濕噴臺車四大系列(xìliè)，滿足各類隧道作業工況二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用鉆爆法施工裝備支護共七十四頁58多功能作業(zuòyè)車拱架安裝液體炸藥裝填工作平臺施工(shīgōng)排險作業。二、地下工程裝備典型應用鉆爆法施工裝備支護開挖共七十四頁59隧道預切槽裝備(zhuāngbèi)（國家科技支撐計劃）二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用特種施工裝備支護共七十四頁成墻深度60m施工(shīgōng)效率高防滲質量好特種(tèzhǒng)施工裝備出渣支護開挖鏈刀式地下連續墻設備（CRW)共七十四頁61ZJM4200護盾式掘錨機(máojī)神華集團內蒙古神東礦區煤礦巷道工程設計月進尺3600m防爆型設計開挖、運渣、支護(zhīhù)同步完成二、地下工程裝備典型應用特種施工裝備出渣支護開挖共七十四頁6262臺北捷運萬大線CQ850標段直線段環片規格內徑：5600mm外徑：6100mm寬度：1000mm縱向連接螺栓：10顆R50M轉彎段環片規格內徑：5700mm外徑：6100mm寬度：500mm二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用共七十四頁6363臺北捷運萬大線CQ850標段名稱參數潛盾類型土壓平衡潛盾機主機長度/整機長度約9.8m/約71m刀盤開挖直徑6280mm，開口率約58%主驅動變頻電機驅動，額定扭矩4750kNm拖車數量6節拖車+1節連接橋裝機功率約1300kW潛盾機體方案(fāngàn)及參數二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用共七十四頁6464臺北捷運萬大線CQ850標段連接橋1#皮帶機同步(tóngbù)注漿系統液壓泵站配電櫃變頻櫃變壓器2#皮帶機電纜存儲區預留製冷區污水(wūshuǐ)罐冷卻水系統空壓機膨潤土系統控制室針對50m小轉彎半徑潛盾機設計特點：1、主動加被動鉸接(中折)；2、螺旋輸送機前盾帶球鉸(球型接頭)；3、皮帶機分兩段；4、拖車及連接橋長度相對縮短。二、地下工程裝備典型應用共七十四頁6565臺北捷運萬大線CQ850標段高壓(gāoyā)聚氨酯密封重載齒輪高密度減速機大功率變頻電機二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用共七十四頁6666臺北捷運萬大線CQ850標段機上注漿孔用於機上灌漿作業，如膨潤土等加泥材料，可及時(jíshí)填充盾殼與地層間空隙。機上注漿孔二、地下工程裝備典型(diǎnxíng)應用共七十四頁6767臺北捷運萬大線CQ850標段採用成熟(chéngshú)的主動+被動鉸接(雙中折)方式，可滿足最小轉彎半徑100m的需求。主動鉸接被動鉸接二、地下工程裝備(zhuāngbèi)典型應用共七十四頁6868臺北捷運萬大線CQ850標段球鉸(球型接頭)可以更好適應轉彎單邊超挖量55mm二、地下工程裝備典型(diǎ